网格蛋白介导的内吞

一、定义与解释

网格蛋白介导的内吞是真核细胞中研究最深入、最主要的内吞途径，是细胞通过网格蛋白包被囊泡将质膜上的受体-配体复合物及细胞外物质摄入细胞内的重要过程。

该过程在营养物质摄取、质膜蛋白丰度调节、信号转导、细胞迁移、细胞通讯以及细胞命运决定等生理活动中发挥着基础性作用。此外，许多人类病原体（如病毒和细菌）也会“劫持”这一途径进入宿主细胞。

ADFASDFAF23RQ23R

二、网格蛋白的结构

网格蛋白是一种三脚架结构的蛋白质复合体，由三个重链和三个轻链组成。许多这样的三脚架结构相互聚合，在质膜的内表面形成一个笼状的晶格外壳，为正在形成的囊泡提供机械支撑力，最终帮助囊泡从质膜上剪切下来。

三、核心机制与主要参与者

网格蛋白介导的内吞是一个高度模块化的过程，涉及多种蛋白质的协同作用。其主要步骤和核心参与者包括： ADFASDFAF23RQ23R

1. 启动与成核

FCHo蛋白（FCH domain only proteins）等被认为是内吞发生的早期分子，它们首先在质膜上聚集，形成初始的结构平台，标志着网格蛋白包被小窝开始形成。 ADFASDFAF23RQ23R

2. 货物识别与衔接蛋白

这是内吞作用的“货物装载”阶段。衔接蛋白复合物AP-2是其中最核心的衔接蛋白。 ADSFAEQWER353423413434

（1）识别信号：AP-2通过其亚基特异性识别质膜蛋白胞质尾部的特定内吞基序，例如酪氨酸基序或双亮氨酸基序。这些基序是货物蛋白准备内吞的“标签”。 ADFASDFAF23RQ23R

（2）植物中的实例：在拟南芥中，油菜素内酯（BR）的受体蛋白BRI1正是因为其胞内段存在一个酪氨酸基序，才能被AP-2复合物识别，从而通过CME途径内吞，实现对激素信号的精准调控。 ADFASDFAF23RQ23R

（3）结合膜脂：AP-2还能特异性地结合质膜上的信号脂质磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸，这帮助将内吞机器准确地锚定在质膜上。 ADSFAEQWER353423413434

3. 货物募集与包被形成

在AP-2识别货物后，它会招募网格蛋白以及其他辅助蛋白到小窝的胞质面。这些蛋白质共同作用，促进质膜内陷，并最终形成一个包裹着货物的、完整的网格蛋白包被囊泡。

四、内吞后命运（脱包被与融合）

新形成的CCV进入细胞质后，会迅速在Hsc70（热休克同源蛋白70）和auxilin等辅助蛋白的作用下，将外层的网格蛋白外壳脱去。脱去外壳的囊泡随后与早期内体融合，将其装载的货物释放到内体系统中，进行后续的分选、回收或送至溶酶体降解。 ADFASDFAF23RQ23R

五、应用场景

1. 靶向蛋白降解技术——TransTAC

传统的膜蛋白调控策略（如基因操作或药理学抑制剂）各有局限：有些组织细胞无法进行基因操作，且只有少部分膜蛋白具有高效特异的拮抗剂。 ADSFAEQWER353423413434

转铁蛋白受体靶向嵌合体是2024年《Nature》报道的一项新技术。TransTAC是一种双特异性抗体，利用细胞表面的转铁蛋白受体1（TfR1）驱动靶蛋白快速内化，进入溶酶体降解途径。

技术优势：

ADSFAEQWER353423413434

• TfR1持续采用CME途径内化，不需要激动剂诱导，内化速度极快
• TransTAC可降解多种膜蛋白，包括EGFR、PD-L1、CD20和CAR
• 在不同细胞系统中降解效率超过80%，且作用可逆
• EGFR TransTAC在体内外实验中能有效抑制耐药性EGFR驱动的肺癌，为克服现有疗法局限性提供新策略

2. 肝靶向药物递送系统

去唾液酸糖蛋白受体（ASGPR）是一种在肝实质细胞表面高度表达的受体，能特异性识别和结合末端带有半乳糖或N-乙酰基半乳糖胺残基的分子，通过网格蛋白介导其内吞并转运至溶酶体中降解。 ADSFAEQWER353423413434

基于这一特性，ASGPR介导的肝靶向药物递送技术具有以下优势： ADFASDFAF23RQ23R

• 增加药物在肝脏中的分布
• 减少药物潜在不良反应
• 降低给药剂量

该策略已在肝靶向药物的配体设计、优化及释放策略中得到系统应用，是CME在药物递送领域的经典案例。 ADFASDFAF23RQ23R

3. 药物递送系统的内吞机制研究

2025年发表于《FEBS Letters》的研究揭示了网格蛋白在受体介导内吞后的细胞内分选中的未知功能。显微镜观察发现，在CLTC敲低的HeLa细胞中，转铁蛋白（Tf）会积累在更深的细胞区室中。与内体/溶酶体标记物的共定位分析显示，内吞的Tf可移动到早期/晚期内体并最终到达溶酶体，表明网格蛋白参与内吞分子的回收和外排。 ADSFAEQWER353423413434

这一发现对药物递送系统的设计具有重要意义——理解网格蛋白在内吞后分选中的作用，有助于优化纳米药物和蛋白药物的胞内转运路径。

ADFASDFAF23RQ23R

4. 病毒感染机制研究

多种病毒通过劫持CME途径进入宿主细胞。以传染性造血器官坏死病毒（IHNV）为例，活细胞荧光显微镜研究证实：IHNV与宿主细胞膜结合后，通过网格蛋白包被小窝内化进入细胞。

ADFASDFAF23RQ23R

实验证据包括：

ADFASDFAF23RQ23R

• 使用氯丙嗪（CME抑制剂）预处理宿主细胞，或用RNA干扰敲低网格蛋白轻链，均显著减少了病毒的进入
• 病毒进入后依赖细胞骨架运输：肌动蛋白参与内吞囊泡向胞质的运输，微管负责囊泡向早期内体、晚期内体和溶酶体的运输
• 用细胞松弛素D或诺考达唑破坏细胞骨架，会显著损害IHNV的感染性

应用意义：靶向CME途径的抑制剂（如氯丙嗪）可有效阻断病毒进入，为抗病毒药物开发提供了新思路。

5. 信号转导调控——Hippo-YAP通路

CME不仅是物质运输的通道，还参与细胞信号转导的调控。当细胞密度增高、细胞间紧密接触时，Hippo信号通路被激活，导致YAP/TAZ被磷酸化并从细胞核中排出。这一过程依赖于细胞间接触信号的内吞与转导，CME在调控细胞增殖与器官大小中发挥关键作用。

6. CME与其他细胞通路的交叉调控

（一）与内体循环的偶联

2026年发表于《PNAS》的研究揭示了VAMP8在调控网格蛋白包被小窝起始、稳定及内凹中的重要功能。研究发现，VAMP8并非直接参与CME，而是通过促进内吞货物（如转铁蛋白受体）在胞内体与质膜之间的循环，间接影响CME活动。这一发现首次将内吞与内体循环两个过程紧密联系起来，为理解细胞膜动态调控提供了新视角，也为相关疾病（癌症、神经退行性疾病、心血管疾病）的机制研究和干预靶点发现奠定了理论基础。

ADSFAEQWER353423413434

（二）与自噬途径的关联

2024年发表于《Plant Communications》的研究发现，拟南芥网格蛋白轻链CLC2和CLC3可通过与ATG8蛋白互作，介导网格蛋白包被囊泡的自噬降解。该研究建立了CME与自噬这两个此前被认为是相互独立的细胞内运途径之间的关联，具有重要的理论价值。当CLC2/CLC3功能丧失时，自噬途径受损，导致免疫激活和细胞死亡，提示CME与自噬的平衡对维持细胞稳态至关重要。

ADFASDFAF23RQ23R

（三）与囊泡分裂的新机制

2024年《Cell Discovery》发表的研究挑战了传统观点。研究发现，聚合的网格蛋白不仅参与包被形成，还直接参与Ω型结构的孔隙收缩和闭合（即膜分裂），且这种新机制具有比经典成孔功能更广泛的影响。这一发现提示，CME与其他内吞模式之间可能存在更复杂的交叉调控关系。 ADFASDFAF23RQ23R

7. 细胞货物摄取与运输调控

激素上调的neu相关激酶（HUNK）在人类乳腺癌、卵巢癌和结肠癌的侵袭性亚群中高表达。东南大学高山团队发现，HUNK通过磷酸化AGAP3调控小G蛋白ARF6活性，选择性抑制小窝介导的内吞途径，而对CME途径（转铁蛋白摄取）无影响。HUNK缺失导致溶酶体形态和功能改变，使细胞对白蛋白结合型化疗药物更为敏感。该研究为优化基于白蛋白结合的药物输送途径提供了新的理论基础。 ADSFAEQWER353423413434